基于短基线集技术的矿区开采沉陷监测研究

随着矿产资源的开采规模、范围不断增加,监测矿区开采沉陷显得越来越重要。作为差分干涉测量技术(D-InSAR)的重要分支,短基线技术(Small Baseline Subset,SBAS)理论上能有效地监测城市沉降,但未应用于监测矿区的开采沉陷。它是将多幅SAR影像组合成若干个基线距较短的干涉对并利用奇异值分解(SVD)方法获取形变。本文利用12幅ERS-1/2 SAR影像(1995.4-1998.8)组成20组干涉对,采用短基线技术对江苏某矿区的开采沉陷进行监测。实验表明,短基线技术能较为有效地监测矿区的开采沉陷,但在现阶段尚不能应用于生产工作中。根据本次实验结果,总结出限制短基线技术应用于监测矿区开采沉陷的两大因素。     

基于二等水准测量的矿区沉降监测研究分析

本文主要以我国东北某矿区为研究区域,根据开采方提供的矿区施工开采挖掘图在矿区周边布设二等水准测量监测网。通过对矿区三年间采集的四期水准测量数据进行处理,得到研究区的地表沉降规律。结果表明:在监测的三年期间,研究区始终处于沉降状态,其中矿区开采中心的沉降速度要明显大于周边地区,三年间的最大沉降量为0.29m。     

改进的残差修正DGM(1,1)模型在煤矿地表沉降预测中的应用

针对传统大地测量技术难以实施大范围矿区形变监测以及传统开采沉陷预测方法在实际应用中存在的不足，提出时序合成孔径雷达干涉测量(InSAR)和改进的离散灰色马尔科夫模型相结合的方法对矿区地表形变进行监测和预测。使用鄂尔多斯市某矿区哨兵1号(Sentinel-1)数据提取地表形变监测结果，并与同时期的全球定位系统(GPS)监测数据进行对比。将沉陷监测结果作为原始序列建立残差修正的离散灰色马尔科夫模型，预测矿区沉降。研究结果表明：研究区域地表形变明显，残差修正的离散灰色马尔科夫模型能较为准确地预测矿区沉降结果。     

矿区开采沉陷预计实现与可视化表达

对矿区开采沉陷预计的基本原理和Arc GIS?Engine编程的特点与方法进行阐述。结合概率积分法在矿区开采沉陷预计中的应用,探索矿区开采沉陷预计可视化的表达方法。在矿区沉陷监测数据管理和预计分析系统开发的基础上,应用C#语言进行Arc GIS?Engine组件式编程,实现了矿区开采沉陷预计的功能程序模块。将此功能模块与沉陷监测数据管理模块集成后,提高了工作效率。此方法可为后续软件的设计与开发提供借鉴。     

基于D-InSAR的唐山矿区地表形变监测研究

针对传统的监测方法都是基于点位监测,耗时耗力且难以大面积监测,本文以唐山某矿1326工作面为研究区域,利用二轨法D-InSAR的方法,采用两景Sentine1-1A数据对该工作面进行监测与分析,将所求取的监测结果分别与水准测量数据、利用开采深陷预计方法所预计出的该工作面以及受到开采影响的周边建筑物的下沉值进行对比验证。实验结果表明,D-InSAR监测值与开采沉陷预计的值结果较为一致,能够较为精确有效地监测矿区地表形变以及开采范围内的建筑物沉降。     

基于InSAR技术和GS-SVR算法的矿区地表开采沉陷预计

我国西部黄土高原地区土质疏松,沟壑纵横,开采损害特征明显,准确预计开采引起的地表移动和变形趋势有助于为矿区灾害提供预警信息。文中以陕西彬长矿区某工作面为例,利用2007年7月—2008年1月的5幅SAR影像对矿区地面进行监测,将合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术得到的监测成果作为训练样本,与网格搜索算法(GS)优化支持向量机回归(SVR)参数算法结合,对矿区的形变点进行沉降预计。结果表明:InSAR技术获取矿区的沉降量可以满足矿区地表沉陷监测预计,结合GS-SVR预计模型可以实现矿区形变点的沉陷预计,预测精度符合工程的应用需求。     

基于“三下”采煤技术应用下的地表下沉机理分析

主要研究“三下”采煤造成的地表变化，进而分析该矿区周边的下沉机理。主要对地表沿工作面开采方向和垂直工作面方向，布设5条观测线，利用天宝的电子水准仪获取外业观测数据，采用沉降观测分析软件和SPSS数据分析软件，分析出变化的曲线，及时对开采的情况进行分析。及时采用“三下”采煤工作面的数据，为开采沉陷、塌陷土地赔偿及综合利用等方面获得了理论科学依据。     

D-InSAR的黄土高原矿区地表形变监测

D-InSAR技术已在数字高程建模、地表微小变形、地壳形变等方面显示出广阔前景,但其对黄土高原矿区复杂、剧烈、动态的地表形变监测能否有效,目前仍存在争议。针对此问题,该文以大同市南郊区采煤沉陷地为研究区域,利用两轨法D-InSAR技术,采用ALOS PALSAR数据获取了研究区域2008年1月1日至2月16日间的沉陷面积和最大沉降值。然后以晋华宫矿某工作面为例,利用开采沉陷预计方法进行验证,预计结果显示该工作面的最大沉陷值与D-InSAR测量值相差达24.04mm,并分析差异主要来源于SAR数据、地形、预计参数选取的限制。实验结果表明,D-InSAR技术能够比较准确且有效地监测黄土高原矿区地表形变。     

InSAR和改进支持向量机的沉陷预测模型分析

针对传统开采沉陷监测方法的缺陷和现有预测模型精度较低的问题,该文提出了一种基于SBAS-InSAR和差分进化混合灰狼优化算法(DEGWO)优化支持向量机回归(SVR)的预测模型,利用2018年10月-2020年3月的44景Sentinel-1A数据对陕西彬长矿区孟村煤矿进行开采沉陷监测,得到该矿区的年平均沉降速率和时间序列累积沉降值.SBAS-InSAR监测结果表明,该矿区年平均沉降速率最高达到了211 mm/a,最大累积形变量达到335 mm.用矿区GPS数据对InSAR处理结果进行验证,拟合效果较好.并将预测结果与传统SVR预测模型以及灰色GM(1,1)模型的预测结果进行对比,DEGWO-SVR模型的绝对误差、相对误差以及均方根误差,均为三者最小.说明了差分进化混合灰狼优化算法能够起到很好的参数优化效果,该方法优化的SVR预测模型能够在矿区开采沉陷预测中得到应用.     

煤矿开采沉陷区高程传递的实践与分析

煤矿开采沉陷区域监测已成为矿山生产和环境治理的重要工作,鉴于沉陷区域的不稳定性,高程基准的建立和传递尤显重要。文中开展高程传递技术方法的特点和适用性分析,并以某矿区及邻区的GNSS 及三等水准测量成果,进行GNSS 测量长距离高程传递的实例分析,结果表明文中方法可满足本矿区沉降监测基准的高程传递需求。      

高潜水位矿区采煤沉陷地DEM的无人机构建方法

针对高潜水位矿区采煤沉陷地植被密度大、无人机摄影测量难以获取地面点云的问题,从采煤沉陷地地形特征出发,提出了一种基于断面式点云滤波和DEM模型修正的采煤沉陷地DEM构建方法,经分析,精度可达到1：500比例尺地形图要求,可以为采煤沉陷地损毁评价和土地复垦工作开展提供重要依据。     

黄土山区煤层群分层开采地表位移规律分析

为了研究黄土山区地形对煤层群开采地表位移的影响,以榆林某矿为地质原型,利用数值软件模拟地表为近水平、正坡、负坡、凸面和凹面五种地形条件下煤层群开采。结果表明:黄土山区地形的变化,对煤层群开采顶板垂直应力影响不明显,对地表位移影响较大;单向坡开采,斜坡滑移引起的下沉量在坡顶与开采沉陷量形成“叠加”,在坡底形成“抵消”;在组合坡中,煤层群开采地表位移量相差很大,说明在变坡点附近地表位移较为复杂。     

基于BP神经网络的矿区地表沉降预测研究

BP神经网络具有非常强的非线性映射能力,广泛应用于分类识别、逼近、回归、压缩等领域。本文基于BP神经网络的理论基础,利用某矿区地表沉降观测点1~10期的实测沉降数据资料,结合MATLAB建立针对矿区地表沉降的预测模型,并预测其11~15期的沉降情况。通过将预测值与实测值进行对比,分析预测模型精度,结果表明BP神经网络用于矿区地表的沉降研究是可行的。     

Sentinel-1和SBAS-InSAR分析钻井水溶岩盐矿山时序沉降

利用小基线集(SBAS)InSAR技术对钻井水溶岩盐矿山地表沉降开展时空分析。实验选取湖南常德某典型钻井水溶岩盐矿区为测试区,时间跨度为2016年2月—2017年2月的21景Sentinel-1影像数据,获取了测区的时序沉降序列。实验结果显示,矿区地表大量级沉降在2016年9月才开始呈现,沉降漏斗横向出现多峰值,矿区沉降整体空间分布上出现西南部整体片状、中部偏北离散带状沉降。这些沉降特征均与钻井水溶法开采特征保持一致。将实地水准测量形变数据和DInSAR形变结果与本文结果进行对比以评估结果可靠性。结果表明,SBAS技术获取结果与水准结果表现出较高一致性,从而为钻井水溶岩盐矿山地表沉降提供了一种更为有效的监测手段,也可为此类矿山地表形变时空演化规律分析提供参考。     

高充填率开采地表下沉系数研究

为解决"三下"压煤问题,本文以邯矿集团亨健煤矿2515工作面为研究对象,对现场进行实测,计算地表实测下沉系数;采用文克儿地基假设方法,对比分析了不同开采方法采空区上覆岩层破断规律.结果表明:采用全部垮落法开采,推进距离等于直接顶的极限跨距(l=25.7 m)时极限挠度约为1.057 m,随着工作面推进,直接顶出现破碎;...     

济宁地区高速公路沉降监测与分析

针对煤炭开采导致地面沉降比较严重的问题,以济宁地区为研究区,利用2008年1月至2010年2月共6景ALOS PALSAR数据,开展高速公路沉降监测与分析。通过双轨D-InSAR进行差分干涉处理,提取了地面形变图。研究发现,挖掘煤炭、开采地下水等人为因素造成的地表沉降明显,年均沉降量达55mm;高速公路沉降程度较轻,年均沉降量为4.7mm;还发现,矿区开采等人为因素会对高速公路产生影响,不同的地质条件也会导致高速公路发生不同程度的沉降。     

差分干涉测量（D—InSAR）技术在矿区地面沉降监测中的应用

收集了2008年12月至2009年7月的6景覆盖济宁某矿区ENVISATASAR数据,利用差分干涉测量技术进行矿区地面沉降监测应用研究。通过“双轨法”和“三轨法”,进行差分干涉处理,提取了差分干涉图、增强干涉图、相干图和地面形变图。并且对测量处理结果进行了分析和讨论,从而验证了差分干涉测量技术在矿区地面沉降监测中应用的可行性。     

基于多源数据的山西省采煤沉陷区调查监测体系构建北大核心CSCD

为助力健全自然资源监测体制、落实生态文明建设各项要求、提供优质高效的用地保障服务,采煤沉陷区调查监测意义重大。本文基于多源遥感数据,结合传统测量和现代遥感技术,构建了山西省采煤沉陷区调查监测体系。研究结果表明,本文基本摸清了山西省采煤沉陷区分布情况,其总面积为6500 km^(2),与山西省矿区及采空区分布高度重叠;土地利用以林地、耕地及草地为主;土地损毁以轻、中度为主。受采煤沉陷的影响,拟搬迁村庄1221个,仍有400多个村庄未搬迁。     

矿区开采沉陷3维可视化研究

矿区开采沉陷实体在移动过程中,具有明显的3维空间特征。目前,对于开采沉陷空间信息描述以2维的剖面线、曲线或等值线居多,而2维图形对于开采沉陷实体移动变形的表达缺乏直观性和准确性。而通过研究开采沉陷实体的空间特征并采用相应的数据模型,可实现开采沉陷3维可视化表达。这将有助于更加直观、深入地研究岩层移动形式、地表塌陷和地物损害程度,同时,对于研究、理解开采沉陷规律和提高开采沉陷损害防治技术也将很有意义。